07第七章小区域控制测量

第七章小区域控制测量主要内容概览本章主要阐述小区域控制网建立的有关问题：7.1控制测量概述7.2导线测量建立小区域平面控制网的方法7.3小三角测量建立小区域平面控制网的方法7.4高程控制测量•用三、四等水准测量建立小区域高程控制网的方法•三角高程测量建立小区域高程控制网的方法7.5交会定点7.6坐标换带计算7.1控制测量概述•测量工作必须遵循的基本原则：(1)布局上，从整体到局部，(2)次序上，先控制后碎部(3)精度上，由高级到低级(4)前一步工作未检核不进行后一步工作。7.1控制测量概述为了保证测量成果具有规定的准确性和可靠性，必须首先建立控制网，然后根据控制网进行碎部测量和测设。由在测区内所选定的若干个对整体具有控制作用的点称控制点，控制点构成的几何图形，称为控制网。7.1控制测量概述控制测量是先布设能控制一个大范围、大区域的高等级控制网，然后由高等级控制网逐级加密，直至最低等级的图根控制网，控制网的范围也会一级一级的减小。7.1.1控制网概念及分类控制网分为：•平面控制网•高程控制网•小区域控制网•城市控制网•图根控制网•三维控制网7.1.1控制网概念及分类平面控制网测定控制点平面位置坐标(x、y)的工作，称为平面控制测量。高程控制网测定控制点高程(H)的工作，称为高程控制测量。7.1.1控制网概念及分类小区域控制网在小区域(面积15km2以下)内建立的控制网，原则上同国网相连，形成统一坐标城市控制网建立在国家控制网基础上，布设方法相同7.1.1控制网概念及分类图根控制网以测图为目的建立的控制网三维控制网测定控制点三维坐标7.1.2基本控制网国家控制网：•在全国范围内建立的控制网称为国家控制网。•以整个国家疆域作为研究对象，按统一的方案建立控制网；用精密的仪器和精密的方法测定；按最小二乘原理进行数据处理，进而求出观测值的最或然值，最后求定控制点的平面坐标和高程•它是全国各种比例尺测图的基本控制网，并为确定地球的形状和大小提供研究资料。7.1.2基本控制网国家控制网：•国家控制网是用精密测量仪器和方法依照施测精度按一、二、三、四共四个等级建立的•从高级点到低级点，其低级点受高级点逐级控制7.1.2基本控制网一等三角锁是国家平面控制网的骨干；二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础；三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。7.1.2基本控制网7.1.2基本控制网建立国家平面控制网主要采用三角测量的方法。近几年来，电磁波测距技术在测量工作中得到广泛的应用，国家三角网的起始边(用双线标明)采用电磁波测距仪直接测定。7.1.2基本控制网一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网全面布设于一等水准环内，是国家高程控制网的基础。三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。建立国家高程控制网，采用精密水准测量的方法。7.1.2基本控制网平面控制•沿经纬线方向布设一等网，作为骨架•在一等网内全面布设二等网，作为基础•在二等基础上加密三、四等，用于测图和建设方法主要用三角测量和精密导线测量高程控制•纵、横一等水准路线•一等上布设二等闭合或附合环路•在二等环路上加密三、四等闭合或附合水准环路精密水准测量7.1.2基本控制网在城市或厂矿等地区，一般应在上述国家控制点的基础上，根据测区的大小和施工测量的要求，布设不同等级的城市平面控制网和高程控制网，以供地形测图和施工放样使用。国家或城市控制点的平面直角坐标和高程均已求得，其数据可向有关测绘部门索取。7.1.2基本控制网小区域控制网分为平面控制网和高程控制网两种。小区域控制网应尽可能以国家或城市已建立的高级控制网为基础进行联测，将国家或城市高级控制点的坐标和高程作为小区域控制网的起算和校核数据。7.1.2基本控制网•若测区内或附近无国家或城市控制点，或附近有这种高级控制点而不便联测时，则建立测区独立控制网。•为工程建设而建立的专用控制网，或个别工程出于某种特殊需要，在建立控制网时，也可以采用独立控制网。7.1.2基本控制网高等级公路的控制网，一般应与附近的国家或城市控制网联测。7.1.2基本控制网小区域平面控制网，应视测区面积的大小分级建立测区首级控制和图根控制。直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。测定图根点位置的工作，称为图根控制测量。图根点的密度，取决于测图比例尺和地物、地貌的复杂程度。7.1.2基本控制网一般地区图根点的密度可参考下表的规定。7.1.2基本控制网小区域高程控制网也应视测区面积大小和工程要求采用分级的方法建立。一般以国家或城市等级水准点为基础，在测区建立三、四等水准线路或水准网；再以三、四等水准点为基础，测定图根点的高程。下面关于控制网的叙述错误的是（）（A）国家控制网从高级到低级布设（B）国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五级（C）国家控制网分为平面控制网和高程控制网（D）直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网（B）国家一等水准网布设图国家水平大地控制网：国家一等锁GPSA级网，92、96年观测，精度优于1×10-8。GPSB级网，91-95完成，精度达到1×10-7，818个点，点间距：50～70km(东部)、100km(中部)、150km(西部)广州站永兴岛鼎新站嵩山站国家大型科学工程项目嵩山站25站的基准网56站的基本网1000站的区域网控制测量的目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准有关名词小地区：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。控制点：具有精确可靠平面坐标参数或高程参数的测量基准点。控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形或路线。控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。一等三角锁为国家平面控制网的基础二等连续网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干三、四等三角网和导线网根据测区的需要，在二等三角网的基础上进行的加密7.2导线测量导线测量是平面控制测量中的一种方法，主要用于隐蔽地区、带状地区、城建区、地下工程、公路、铁路和水利等控制点的测量。也是建立平面控制网的主要方法之一。7.2导线测量导线：•测区内相邻控制点连成直线而构成的折线图形•构成导线的控制点，称为导线点，折线边称为导线边。导线测量•依次测定导线各边长和各转折角，根据起算数据（已知数据）推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的平面坐标计。7.2.1导线的布设形式闭合导线：•起止于同一点•面积宽阔、独立地区附合导线•带状地区支导线7.2.1.1闭合导线•从一点出发，最后仍旧回到这一点，组成一闭合多边形。导线起始方位角和起始坐标可以分别测定或假定。导线附近若有高级控制点(三角点或导线点)，应尽量使导线与高级控制点连接，图b)和图c)是导线直接连接和间接连接的形式，其中为连接角，为连接边。连接可获得起算数据，使之与高级控制点连成统一的整体。闭合导线多用在面积较宽阔的独立地区作测图控制。CA、A1D7.2.1.2附合导线从一高级控制点出发，最后附合到另一高级控制点上。附合导线多用在带状地区作测图控制。此外，也广泛用于公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。7.2.1.3支导线从一控制点出发，既不闭合也不附合于已知控制点上。闭合导线和附合导线在外业测量与内业计算中都能校核，它们是布设导线的主要形式。支导线没有校核条件，差错不易发现，故支导线的点数不宜超过两个，一般仅作补点使用。此外，根据测区的具体条件，导线还可以布设成具有结点或多个闭合环的导线网。7.2.2导线测量的技术要求根据测区范围及精度要求，导线测量分为一级导线、二级导线、三级导线和图根导线等级导线长度（km）平均边长（km）测角中误差（″）测回数角度闭合差（″）相对闭合差DJ6DJ2一级40.55421/15000二级2.40.258311/10000三级1.20.112211/5000图根≤1.0M≤1.5测图最大视距201－1/2000n10n16n24n40在局部地区的地形测量和一般工程测量中，一级导线、二级导线、三级导线和图根导线可作为国家四等控制点或国家E级GPS点的加密，也可以作为独立地区的首级控制。一级及一级以上等级的导线平差计算应采用严密平差法，读者可参看相关资料介绍；一级以下等级的导线的平差计算采用近似平差法，详见本节介绍。7.2.3导线测量的外业导线测量的外业工作包括：•踏勘选点及建立标志•测角•量边•连测7.2.3.1踏勘选点及建立标志图上选点，实地踏勘，落实点位，建立标志•选点前，应调查搜集测区已有的地形图和控制点的资料，先在已有的地形图上拟定导线布设方案•然后到野外去踏勘、核对、修改和落实点位。•如果测区没有地形图资料，则需详细踏勘现场，根据已知控制点的分布、地形条件及测图和施工需要等具体情况，合理地选定导线点的位置。7.2.3.1踏勘选点及建立标志注意事项：选点时应满足下列要求•①通视良好：相邻点间必须通视良好，地势较平坦，便于测角和量距；•②土质坚硬，安全：点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器；•③视野开阔，便于测图或放样；7.2.3.1踏勘选点及建立标志•④边长符合等级要求，各边大致相等：导线各边的长度应大致相等，除特殊条件外，导线边长一般在50~350m之间，平均边长符合规范的规定；•⑤足够的密度，分布均匀：导线点应有足够的密度，分布较均匀，便于控制整个测区。7.2.3.1踏勘选点及建立标志•确定导线点位置后，应在地上打入木桩，桩顶钉一小钉作为导线点的标志。如导线点需长期保存，可埋设水泥桩或石桩，桩顶刻凿十字或嵌入锯有十字的钢筋作标志。导线点应按顺序编号，为便于寻找，可根据导线点与周围地物的相对关系绘制导线点点位略图。7.2.3.2测角导线的转折角有左、右之分，在导线前进方向左侧的称为左角，而右侧的称为右角。对于附合导线应统一观测左角或右角(在公路测量中，一般是观测右角)；对于闭合导线，则观测内角。当采用顺时针方向编号时，闭合导线的右角即为内角，逆时针方向编号时，则左角为内角。7.2.3.2测角导线的转折角通常采用测回法进行观测。各级导线的测角技术要求参见表7-11。对于图根导线，一般用J6级经纬仪或全站仪测一个测回，盘左、盘右测得角值的较差不大于40时，则取其平均值作为观测结果。7.2.3.2测角当测角精度要求较高，而导线边长比较短，为了减少对中误差和目标偏心误差，可采用三联脚架法作业。7.2.3.2测角经纬仪置于导线点2时，在点1、3上安置与观测仪器同型号的三脚架和基座，基座上插入照准用的觇标。7.2.3.2测角导线点2测角结束后，将经纬仪照准部和3点上的觇标自基座上取出并互相对调，将1点的三脚架连同觇标迁至4点，这样在3点又进行角度观测。依次向前作业，直到测完全部转折角为止。7.2.3.3量边往返丈，求平均值导线边长一般用检定过的钢尺按第四章方法进行往返丈量。丈量的相对误差不应超过表7-2规定。满足要求时，取其平均值作为丈量的结果。用电磁波测距仪(或全站仪)测定导线边长的中误差一般约为±1cm。7.2.3.3量边如果导线边遇障碍，不能直接丈量，可采用电磁波测距仪(全站仪)测定。无测距仪时，可采用间接方法测定。7.2.3.3量边导线边FG跨越河流，这时选定一点P，要求基线FP便于丈量，且△FGP接近等边三角形。丈量基线长度b，观测内角α、β、γ，当内角和与180°之差不超过60时，则将闭合差反符号均分于三个内角。然后用正弦定律算出导线边长FG。sinsinbFG7.2.3.4连测把已知点的坐标传递到导线上来导线与高级控制网连测，必须观测连接角连接边，作为传递坐标方位角和坐标之用。若附近无高级控制点，可用罗盘仪观测导线起始边的磁方位角，并假定起始点的坐标作为起算数据。CA、A1D7.2.4导线测量的内业导线测量的最终目的是要获得每个导线点的平面直角坐标，因此外